PERANCANGAN ALAT UJI SISTEM REM DAN DETAIL DRAWING KOMPONEN REM MOBIL MULTIGUNA

PEDESAAN

Muhammad HabibiNRP 2110 106 022

Dosen PembimbingDr. Eng. Harus Laksana Guntur, ST. M.Eng.

Jurusan Teknik MesinFakultas Teknologi Industri

Institut Tenologi Sepuluh NopemberSurabaya 2013

Rem merupakan bagian kendaraan yang sangat pentingdalam mendukung aspek keamanan berkendaraan, makarem harus :•Dapat menghentikan kendaraan secepat mungkin•Dapat melaksanakan pengereman sesuai kehendakpengemudi

Untuk mengembangkan sistem rem hinggasesuai dengan permintaan diperlukanpengujian baik secara langsung padakendaraan atau pengujian di laboratorium.

Latar Belakang

Perumususan Masalah

• Perancangan alat uji sistem rem kendaraan fullmodel yaitu alat uji yang bisamempresentasikan sistem pengereman padakendaraan dengan skala sebenarnya sertamenganalisa transmisi daya pada sistempenggerak.

Tujuan Masalah

• Merancang alat uji sistem rem kendaraan full model serta menganalisa distribusi sistemtransmisi daya pada sistem penggerak.

Batasan Masalah• Pengereman dalam keadaan mobil berjalan lurus dengan

kondisi jalan lurus dan datar.• sistem pengereman menggunakan dinamika rem hidrolik.• Gerakan yang dianalisa hanya arah lurus (horizontal).• Kontruksi alat dinggap aman.• Jarak wheelbase diwakili oleh tekanan roda depan dan

belakang yang diatur.• Perhitungan hanya pada sistem penggerak.• Perhitungan dilakukan untuk prhitungan komponen utama• Perancangan kekuatan hanya untuk komponen utama.• Komponen-komponen yang tidak terhitung dianggap aman.

Manfaat

• Menyediakan peralatan laboratorium untuk digunakandalam pengembangan dunia otomotif Indonesia.

• Menyediakan secara khusus alat uji sistem remkendaraan untuk mengembangkan sistem pengeremankendaraan.

• Memberikan informasi karakteristik kinerja sistem remkendaraan yang di simulasi sebagai bahan acuan dalamimprovisasi analisa lapangan.

• Menyediakan sarana rancangan untuk pembuatankomponen-komponen sistem rem untuk prosesproduksi.

Tinjauan PustakaABS dynamic

test standDiagaramschematic

Hydraulic ABS dynamic simulation test standDiagaram schematic

Metodologi penelitianStart

KajianPustaka

Proses Perancangan Awal

Perhitungan

Proses Perancangan Akhir

Fungsi = Sesuai Tuntutan

Proses penggambaran

akhir

End

No

Yes

Start

Ide Rancangan

Penentuan Fungsi-Fungsi dan Prisip Kerja dalam Mekanisme

Serta Menyusun Requirement List(Daftar Tuntutan)

Analisa Morphologi Matrix dan Pembuatan Alternatif Desain

yang Memungkinakan

Penilaian Dari Segi Teknis dan Ekonomis

End

Desain Akhir

Flowchart MetodologiPenelitian

Flowchart Tahap ProsesPerancangan Awal

Ide rancangan mekanisme ini berupa alat ujisistem rem kendaraan full model skala 1:1 (bebanmobil sebenarnya) dengan roda dikondisikan pada

jalan lurus dan kondisi jalan datar

Ide RancanganDiagram schematic

Alat uji sistem remkendaraan full model

Penentuan Fungsi-Fungsi dan Prinsip Kerja dalam Mekanismeserta Menyusun Requirement List (Daftar Tuntutan)

Rangka Sistem penahan

Sistem Penggerrak Sistem Rem

Sensor Measurement

Penentuan Fungsi-Fungsi dan Prinsip Kerja dalam Mekanisme sertaMenyusun Requirement List (Daftar Tuntutan)

Prinsip Kerja :Frame merupakan konstruksibase untuk pemasangan part-part lain.Requirement : dibuat rigid untuk menahanbeban dari komponen alat uji.

Prinsip Kerja: Mempresentasikan profil jalanlurus.Requirement : Mampu menekan dan berputarbersamaan dengan roda

Prinsip Kerja: Mempresentasikan sistempenggerak pada kendaraan.Requirement : Mampu memberikan putarandan torsi pada roda.

Prinsip Kerja: Mempresentasikan sistem rempada pada kendaraan.Requirement : Mampu mengurangi putaranroda sampai roda terhenti.

Prinsip Kerja:Sebagai alat ukurRequirement : Mampu memberikan data secara terukur.

Variasi Konstruksi Alat Uji Sistem Rem Kendaraan

Desain 1

Desain 2

Desain 3

Menganalisa Variasi Desain Dari Segi Teknis dan Ekonomis

Technical Value Matrix

• Konstruksi• Efisiensi• Keamanan• Proses Perakitan• Perawatan dan

Umur Pakai

Economical Value Matrix

• Jumlah Part• Kualitas• Proses Permesinan• Biaya Material

Contoh Analisa Variasi Desain

Desain 1

Desain 2

Desain 3

Hasil,Analisa Dan Pembahasan

Dimensi Alat Uji Pengereman Kendaraan

Panjang 2275 mm

Lebar 2000 mm

Tinggi 1367,07 mm

Jarak antar roda 1810,90 mm

Jarak antara sumbu roller penahan dengan roda 436,56 mm

Jarak antara pedal 347,41 mm

Jarak antara sumbu roller caster 2160,70 mm

Jarak antara base rangka dengan dengan sumbu roller 929,62 mm

Wheel Base 1067.84 mm

Dimensi Umum Alat Uji Sistem RemKendaraan Full Model

Density 7850 kg m^-3Coefficient of Thermal Expansion 1.2e-005 C^-1

Specific Heat 434 J kg^-1 C^-1Thermal Conductivity 60.5 W m^-1 C^-1

Resistivity 1.7e-007 ohm m

Tensile Yield Strength Pa

2.5e+008Tensile Ultimate Strength Pa

4.6e+008

Gaya 15000 N

Analisa Frame

Definition

TypeMaximum

Shear StressNormal Stress Shear Stress

Total Deformation

Tensile Ultimate Strength Pa

4.6e+008 ≥

Definition

TypeMaximum Shear

StressNormal Stress Shear Stress

Total Deformation

Orientation X Axis XY Plane

Coordinate sistem Global Coordinate sistem

Results

Minimum 1737.5 Pa-6.7039e+007

Pa-9.1909e+007

Pa0. m

Maximum 1.5827e+008 Pa 2.4311e+007 Pa 8.4956e+007 Pa 1.0237e-003 m

Minimum Occurs On Rangka Rangka Rangka

Maximum Occurs On Rangka Rangka Rangka Rangka

Sistem rem

Sistem rem full model untuk alat uji ini disesuikan dengan kondisisebenarnya sistem rem pada kendaraan. Sehingga kebutuhan akan sistemrem alat uji didesain sama dengan sistem rem kendaraan.

1 set rem ABS digunakan sebagai sistem dari pengereman. sistem ABSmenggunakan sistem 4 chanel 4 wheel speed sensor dan terdiri dari, mastercylinder, 2 caliper, modulator, serta sebuah ECU. Sistem rem ini juga bisadigunakan untuk pengereman LBS yaitu dengan mematikan saklar padasistem rem ABS.

Gambaran umum dari sistem aliran ini adalah:•Sistem ini memakai komponen-komponen elektronika unutkmengatur pengereman•Setiap roda akan diatur tersendiri tetapi kedua roda belakangmendapat tekan sama

cara kerja dari sistem aliran 4 sensor adalah:•Masing-masing roda terdapat sensor dan katup pengatur•Roda depan : Tiap roda mendapat tekanan rem sesuai denganbesarnya nilai gesek•Roda belakang : Prinsip select row, kedua tekan rem sama•Setiap roda diatur sendiri kalau ada sistem diagonal

Keuntungan :•Tidak ada roda yang memblokir•Gaya mengemudi masih penuh•Mobil selalu dalam keadaan stabil•Keausan ban kecil

sistem aliran 4 sensor

Alat ukur yang digunakan pada alat uji sistem rem ini adalah sensortekanan (pressure sensor) yang digunakan untuk pengukuran tekananpengereman yang dipasang pada selang sistem rem, sensor kecepatan(velocity sensor) digunakan untuk pengukuran putaran roda yang dipasangpada masing roda, sensor beban (load sensor) digunakan untuk pengukurangaya pengereman pada pedal yang diberikan oleh injakan kaki manusia.Beberapa tambahan alat ukur pada alat uji ini adalah penggunaandynamometer dengan pembacaan inputan berupa grafik daya yang nantinyadidapatkan putaran roda, sehingga dari putaran roda tersebut dapat diketahuislip.

Front Rear

Sensor

Poros 1

roda

engine flywheel

roda

Te Tc Tf

Tr

rdn

Tp

torsi

roda

roda

TpTr

Poros 2

Engine sebagai sumber penggerakmempresentasikan engine pada kendaraan.sistemtransmisi digunakan untuk meneruskan putarandari engine menuju roda. Sistem Transmisi terdiridari 1 Clucth, 2 Pulley dan V-belt, sertadifferential gear. Tidak hanya itu, antara magneticclutch dengan pulley diberikan flywheel. Flywheelmampu mempresentasikan sisa energy kinetisdari badan kendaraan.

aliran distribusi daya pada sistem penggerak

Sistem Penggerak

Hasil PerhitunganEngineDaya : 63,82 KwattRpm : 1200 rpm

Sistem penahan pada Alat Uji PengeremanKendaraan mempresentasikan profil jalan lurus,mampu menekan serta berputar bersama rodakendaraan serta berfungsi untuk memberikantekanan yang memperesentasikan dari bebankendaraan pada masing-masing roda denganpemberikan tekanan yang berbeda

Sistem penahanKapasitas tekan : 2 tonKonstanta spring (Ks) : 41 N/mm2Slider Guide : - type LMF 20 UU, ø 20 mm

Sistem penahan

Sistem PenggerakEngineDaya : 63,8 KWattRpm : 1200 rpm

Sistem penahanKapasitas tekan : 2 tonKonstanta spring (Ks) : 41 N/mm2Slider Guide : - type LMF 20 UU, ø 20 mm

Sistem Remsistem rem ABS dan LBS4 sensor kecepatan4 sensor tekananDisc brake dan Drum bfrake

Control BoxEngine StartingControl velocityVelocity and preasure manifold

RangkaDibuat rigidRoller caster

Gambar susunan& detail

Gambar susunan& detail rem

KesimpulanDari proses perancangan alat uji rem kendaraan full model kendaraan diperoleh hasil,analisa data – data sebagai berikut:

•alat uji rem kendaraan full model kendaraan dirancang dengan skala 1:1 sesuai kondisisebenarnya pada kendaraaan, dengan perancangan fungsi pada alat uji sistem rem yangdisesuikan untuk kebutuhan pengujian.

•Sistem penggerak dari alat uji rem kendaraan full model kendaraan menggunakan enginedengan daya sebesar 63,8 Kwatt dan putaran 1200 rpm. Dengan analisa, desain danpemilihan material sudah memenuhi syarat dalam hal keamanan dimana tegangan yangterjadi pada material tiap komponen sistem penggerak , jauh di bawah properties materialatau tegangan maksimum yang mampu diterima oleh material.

•Gambar susunan dan gambar details untuk perancangan alat uji rem kendaraan full modelkendaraan.